WO2009157550A1 - 作動油の汚染度検出装置 - Google Patents

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WO2009157550A1
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contamination
hydraulic
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英敏 佐竹
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日立建機株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to a hydraulic oil contamination detection device that is provided in a hydraulic working machine such as a construction machine and detects the contamination degree of hydraulic oil contaminated by foreign matter that causes a malfunction of the hydraulic working machine.
  • Hydraulic working machines are equipped with a hydraulic circuit including hydraulic equipment driven by hydraulic fluid, such as hydraulic actuators such as hydraulic motors and hydraulic cylinders, hydraulic pumps, spool valves and the like. Solid foreign matter is mixed in the hydraulic fluid flowing through the hydraulic circuit.
  • the types of foreign matter include foreign matter (metal processing powder, foundry sand, dust, etc.) remaining in the hydraulic equipment, piping, and hydraulic oil tank when the hydraulic circuit is manufactured, and foreign matter generated inside the hydraulic circuit while the hydraulic circuit is in operation (Wear powder generated from sliding parts of hydraulic equipment, sludge generated by oxidation and deterioration of hydraulic oil, etc.), foreign matter entering the hydraulic system from the external environment during operation of the hydraulic circuit, entering the hydraulic circuit during maintenance and repair There is a foreign object.
  • foreign matter having a particle size (5 to 50 ⁇ m) that is almost the same size as the clearance of the sliding part of a hydraulic device may cause the sliding part to wear abnormally or become stuck, resulting in malfunction of the hydraulic work machine. .
  • the conventional hydraulic oil contamination degree detection device includes a light-shielding detector that detects foreign matter in the hydraulic oil.
  • This light-shielding detector has a light emitting unit that irradiates the working oil flowing through the pipeline with laser light, and a light receiving unit that receives the laser light.
  • the conventional contamination degree detection device is set so as to determine the contamination degree of hydraulic oil based on a change in the luminous intensity of the laser light received by the light receiving unit.
  • the hydraulic oil contamination degree detection apparatus using the light-shielding detector may erroneously detect the plurality of foreign matters as one large foreign matter when the plurality of foreign matters are present in the laser beam at the same time. . This lowers the accuracy of determining the degree of contamination of hydraulic oil contaminated with foreign particles having a particle size that causes malfunction.
  • the present invention has been made in consideration of the above-mentioned circumstances, and the purpose of the present invention is to detect the contamination detection accuracy of hydraulic fluid contaminated with foreign particles having a particle size causing malfunction of the hydraulic working machine. It is an object of the present invention to provide a hydraulic oil contamination degree detection device that can be improved even by using a simple and inexpensive light shielding detector.
  • the hydraulic oil contamination degree detection device of the present invention is configured as follows.
  • the hydraulic oil contamination degree detection device of the present invention detects foreign matter in hydraulic oil flowing through the hydraulic circuit of the hydraulic working machine with a detector, and uses the detection result.
  • a hydraulic oil contamination detection device for determining a hydraulic oil contamination level, the filter being provided in a pipe line in the hydraulic circuit, and removing a foreign substance causing a malfunction of the hydraulic working machine from the hydraulic oil.
  • a first light-shielding detector that detects the passage of foreign matter upstream of the filter, a second light-shielding detector that detects passage of foreign matter downstream of the filter, and a foreign matter by the first light-shielding detector.
  • the first frequency determination means for determining the detection frequency of the second
  • the second frequency determination means for determining the detection frequency of the foreign matter by the second light shielding detector
  • the determination results of the first and second frequency determination means Above the filter based on both Characterized in that it comprises a determining contamination level determination means to the side of contamination degree, the.
  • the contamination degree on the upstream side of the filter is determined based on the detection frequency of foreign matters on both the upstream side and the downstream side of the filter.
  • the accuracy of detection of the degree of contamination of hydraulic oil contaminated with foreign particles having a particle size that causes the above malfunction can be improved even by using a light-shielding detector that has a simple structure and is inexpensive.
  • the hydraulic oil contamination detection device is the hydraulic oil contamination detection device according to “[1]”, wherein the filter removes foreign matter from the hydraulic oil in the pilot line included in the hydraulic circuit. It may be characterized by being a pilot filter to be removed.
  • the filter removes foreign matter from the hydraulic oil in the pilot line included in the hydraulic circuit. It may be characterized by being a pilot filter to be removed.
  • the size of the pilot filter is selected so that the foreign matter having a granularity that causes a malfunction may be removed in order to surely prevent the hydraulic working machine from being difficult to control. That is, since the filter in the hydraulic oil contamination degree detection apparatus of the present invention uses an existing pilot filter in the hydraulic circuit, a cheaper hydraulic oil pollution degree detection apparatus can be realized.
  • the light-shielding detector erroneously detects the plurality of foreign objects as a large lump of foreign objects. This erroneous detection is less likely to occur when the pipe is narrow and the flow rate is low.
  • the pipe line in the pilot system hydraulic circuit is narrower than the pipe line in the drive system hydraulic circuit, and the flow rate of the flowing hydraulic oil is small.
  • the first and second light shielding detectors are provided in the pipelines in the pilot system hydraulic circuit.
  • the hydraulic oil contamination level detection device is the hydraulic oil contamination level detection device according to “[2]”, wherein the flow rate determination unit determines whether the discharge flow rate of the pilot line is equal to or lower than a predetermined flow rate.
  • the contamination degree determining means is configured to perform a contamination degree determination when the flow rate determining means determines that the flow rate of the pilot line is equal to or lower than a predetermined flow rate. It may be a feature. Thereby, the detection accuracy of the contamination degree can be stabilized.
  • the hydraulic oil contamination level detection device is the hydraulic oil contamination level detection device according to “[3]”, wherein the hydraulic circuit includes a pilot pump that supplies pressure oil to the pilot line.
  • a rotational speed detector for detecting the rotational speed of the pilot pump, wherein the flow rate determining means determines whether the rotational speed detection result by the rotational speed detector is equal to or lower than a predetermined rotational speed. It may consist of determination means.
  • the pilot pump When a constant displacement hydraulic pump is used as the pilot pump, the discharge flow rate of the pilot pump and the rotational speed are in a directly proportional relationship.
  • determining whether the detection result of the rotation speed of the pilot pump is equal to or less than the predetermined rotation speed is the same as determining whether the discharge flow rate of the pilot pump is equal to or less than the predetermined flow rate.
  • the hydraulic oil contamination degree detection device determines whether or not the pilot pump discharge flow rate is equal to or lower than a predetermined flow rate by determining whether or not the rotation speed of the pilot pump is equal to or lower than the predetermined speed. Whether or not the discharge flow rate is equal to or less than the predetermined flow rate can be accurately determined with a simpler configuration than when determining the discharge flow rate of the pilot pump by actual measurement.
  • the hydraulic oil contamination degree detection device is the hydraulic oil contamination degree detection device according to any one of “[1]” to “[4]”, which detects the temperature of the hydraulic oil.
  • the contamination degree determining means detects the temperature detected by the oil temperature determining means. When it is determined that the temperature is equal to or higher than a predetermined temperature, the contamination level may be determined to be determined.
  • the hydraulic oil has a high viscosity at low temperatures, and bubbles are difficult to disappear. Bubbles are detected by the light-shielding detector.
  • the hydraulic oil contamination degree detection device determines the pollution degree when the temperature of the hydraulic oil is equal to or higher than a predetermined temperature, so that the detection of the pollution degree can be prevented from being performed at a low temperature at which bubbles do not easily disappear. .
  • the frequency of detection of bubbles by the light-shielding detector can be reduced, and therefore a decrease in the detection accuracy of the degree of contamination caused by bubbles can be prevented.
  • the hydraulic oil contamination level detection device is the hydraulic oil contamination level detection device according to any one of “[1]” to “[5]”, which is determined by the contamination level determination unit.
  • Maintenance time arrival judging means for judging whether or not the contamination degree judgment result has reached the upper limit pollution degree set in advance as the degree of contamination requiring maintenance, and the maintenance time arrival judging means determines that the pollution degree is the upper limit pollution degree.
  • Maintenance time arrival notifying means for notifying that it has been determined that it has been reached may be further provided. According to the contamination degree detection apparatus of the present invention configured as described above, it is possible to contribute to performing maintenance of hydraulic oil at an appropriate time.
  • the hydraulic oil contamination level detection device is the hydraulic oil contamination level detection device according to any one of “[1]” to “[6]”.
  • a contamination progress speed judging means for estimating the progress speed of the pollution degree
  • a maintenance time estimating means for estimating the maintenance time of the hydraulic oil based on the progress speed estimated by the pollution progress speed judging means
  • the apparatus may further comprise an estimated maintenance time notifying means for notifying an estimation result of the maintenance time by the means.
  • the contamination degree detection apparatus of the present invention configured as described above can also contribute to performing maintenance of hydraulic oil at an appropriate time.
  • the present invention it is possible to improve the detection accuracy of the degree of contamination of hydraulic oil contaminated by foreign particles having a particle size causing malfunction of the hydraulic working machine even when a light-shielding detector having a simple structure and an inexpensive structure is used. It is possible to provide a contamination degree detection device for hydraulic oil that can be used.
  • FIG. 1 is a schematic diagram of a hydraulic circuit of a hydraulic working machine including a hydraulic oil contamination degree detection device according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a block diagram illustrating a configuration of a hydraulic oil contamination degree detection apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a diagram showing a contamination degree progress speed function calculated by the contamination detection device for hydraulic oil according to an embodiment of the present invention.
  • a hydraulic working machine such as a hydraulic excavator, includes a hydraulic motor that is a driving source for traveling and turning, and a hydraulic cylinder that drives a front working machine.
  • a hydraulic cylinder 1 is drawn as a representative of those hydraulic actuators.
  • the hydraulic cylinder 1 is driven by oil discharged from a main pump 3 that uses an engine 2 as a drive source.
  • a control valve 4 is interposed between the main pump 3 and the hydraulic cylinder 1, and the flow of pressure oil guided from the main pump 3 to the hydraulic cylinder 1 is controlled by the control valve 4.
  • the pressure oil pushed out from the hydraulic cylinder 1 is guided to the hydraulic oil tank 6 by the control valve 4 and the return pipe 5.
  • the return pipe 5 and the hydraulic oil tank 6 are provided with a return filter 7 (full flow filter) and a suction filter 8 for removing foreign substances from the hydraulic oil, respectively.
  • the control valve 4 is a spool valve that is switched by applying a pilot pressure.
  • the pilot pressure is generated by the pilot valve 10 with the discharge pressure of the pilot pump 9 using the engine 2 as a drive source as the primary pressure.
  • a pilot filter 12 for filtering hydraulic oil is also provided in a pipe line 11 (pilot line) for leading the primary pressure from the pilot pump 9 to the pilot valve 10.
  • the size is selected so that foreign matters having a particle size (5 ⁇ m to 50 ⁇ m) that cause malfunction of the hydraulic excavator can be removed from the hydraulic oil. .
  • the openings of the return filter 7 and the suction filter 8 are large enough to prevent the flow of a large amount of hydraulic fluid used in the drive system circuit, and larger than the pilot filter 12.
  • the first and second light shielding detectors 21 and 22 are provided on the upstream side and the downstream side of the pilot filter 12, respectively.
  • the first light-shielding detector 21A includes a light emitting unit 21a that irradiates the hydraulic oil flowing through the pipe line 11 with the laser light La and a light receiving unit 21b that receives the laser light La, and the light emitted from the light emitting unit 21a.
  • the laser beam La is blocked by foreign matter in the hydraulic oil, the luminous intensity of the laser beam received by the light receiving unit 21b changes (decreases), and the state of the foreign matter is detected.
  • the laser light La is irradiated in a direction orthogonal to the flow of the hydraulic oil, and the light receiving unit 21b receives the laser light La, converts the light intensity of the received laser light La into a light intensity signal Sla (electric signal), and outputs it.
  • the second light-shielding detector 22 is also configured in the same manner as the first light-shielding detector 21, and a light emitting unit 22 a that irradiates the laser oil Lb to the hydraulic oil flowing through the pipeline 11 and the laser light. And a light receiving portion 22b for receiving Lb.
  • the light receiving unit 22b receives the laser beam Lb, converts the luminous intensity of the received laser beam Lb into a luminous intensity signal Slb (electric signal), and outputs it.
  • the light intensity signals Sla and Slb are input to the vehicle body controller 23.
  • the vehicle body controller 23 includes a CPU, a ROM, a RAM, and the like, and operates according to a computer program stored in advance.
  • the vehicle body controller 23 is set so as to function as first frequency determination means for determining the frequency of detection of foreign matter upstream of the pilot filter 12 based on the light intensity indicated in the light intensity signal Sla. Further, it is also set to function as a second frequency determination means for determining the detection frequency of the foreign matter downstream of the pilot filter 12 based on the light intensity indicated in the light intensity signal Slb.
  • the first frequency determining means calculates the particle size of the foreign matter based on the luminous intensity at this time, and the luminous intensity of the laser light La is predetermined. The number of times that the luminous intensity falls below the predetermined luminous intensity within the time is counted, and the degree of contamination of the hydraulic oil for each of the preset particle size ranges of a plurality of types of foreign matters is determined.
  • the second frequency determination means calculates the particle size of the foreign matter based on the light intensity when the light intensity of the laser Lb received by the light receiving unit 22b falls below a predetermined light intensity. The number of times the luminous intensity of the laser beam La falls below the predetermined luminous intensity within a predetermined time is counted, and the contamination degree of the hydraulic oil for each particle size range of the foreign matter is determined.
  • the pilot pump 9 is provided with a rotation speed detector 24 that detects the rotation speed and outputs a rotation speed signal Sr (electric signal) corresponding to the detected rotation speed.
  • the vehicle body controller 23 is set so as to function as a rotational speed determination unit that receives the rotational speed signal Sr and determines whether or not the detected rotational speed indicated by the rotational speed signal Sr is equal to or less than a predetermined rotational speed. Since the pilot pump 9 is a constant displacement hydraulic pump, the relationship is in direct proportion to the discharge flow rate and the rotational speed of the pilot pump 9.
  • the rotation speed determination means constitutes a flow rate determination means for determining whether or not the discharge flow rate of the pilot pump 9 is equal to or less than a predetermined flow rate.
  • the predetermined rotation speed is, for example, the rotation speed of the pilot pump 9 when the engine 2 is in a low idle state.
  • the hydraulic oil tank 6 is provided with an oil temperature detector 24 that detects the temperature of the hydraulic oil and outputs an oil temperature signal St (electric signal) corresponding to the detected temperature.
  • the vehicle body controller 23 is set to function as an oil temperature determination unit that receives the oil temperature signal St and determines whether the detected temperature indicated by the oil temperature signal St is equal to or higher than a predetermined temperature.
  • the vehicle body controller 23 is set to function as a contamination degree determination means for determining the contamination degree on the upstream side of the pilot filter 12 based on both the determination results by the first and second frequency determination means. Since the opening of the pilot filter 12 is large enough to remove foreign particles having a particle size causing the malfunction of the hydraulic excavator from the hydraulic oil, the opening of the pilot filter 12 is larger than the particle size causing the malfunction of the hydraulic excavator on the upstream side of the pilot filter 12. A foreign object is detected, and on the downstream side, the frequency of detecting a foreign object larger than the particle size is reduced. The frequency of erroneous detection by the first light shielding detector 21 and the frequency of erroneous detection by the second light shielding detector 22 are substantially the same.
  • the contamination degree determination means determines the contamination degree on the upstream side of the pilot filter 12
  • the determination result by the first frequency determination means of the detection frequency of the foreign matter having a granularity that causes the malfunction of the hydraulic excavator is obtained. Therefore, the influence of the false detection of the first light-shielding detector 21 on the determination result of the contamination degree is calibrated by comparing the determination result by the second frequency determination means of the detection frequency of the foreign matter of the same granularity.
  • the contamination degree determination means determines that the rotation speed of the pilot pump 9 is equal to or lower than the predetermined rotation speed by the rotation speed determination means, and determines that the detected temperature is equal to or higher than the predetermined temperature by the oil temperature determination means. Sometimes it is set to perform a pollution degree determination.
  • the vehicle body controller 23 functions as a maintenance time arrival determination hand for determining whether the determination result of the contamination level by the contamination level determination means has reached the upper limit contamination level Cl set in advance as the upper limit of the contamination level that requires maintenance. It is set to be. Further, the vehicle body controller 23 controls the in-vehicle monitor 26 provided in the cab of the hydraulic excavator, and determines that the contamination level has reached the upper limit contamination level by the maintenance time arrival determining means. Is set to be displayed. That is, the vehicle body controller 23 and the in-vehicle monitor 26 constitute maintenance time arrival notifying means for notifying that the degree of contamination has reached the upper limit contamination degree by the maintenance time arrival determining means.
  • the vehicle body controller 23 is set so as to function as a contamination progress speed determining means for estimating the progress speed of the pollution degree by comparing the pollution degrees at different time points, and the progress speed estimated by the contamination progress speed determining means. Is set to function as a maintenance time estimation means for estimating the maintenance time of hydraulic oil.
  • the vehicle body controller 23 is configured to control the in-vehicle monitor 26 and to display a screen showing the estimation result of the maintenance time by the maintenance time estimating means on the in-vehicle monitor 26. That is, the vehicle body controller 23 and the in-vehicle monitor 26 constitute estimated maintenance time notifying means for notifying the estimation result of the maintenance time by the maintenance time estimating means.
  • the contamination progress rate determination means calculates the contamination progress rate function A1 from these values.
  • A1 (C2-C1) / (T2-T1)).
  • the maintenance time estimation main means calculates the time point Ti1 obtained from the intersection I1 between the contamination progress function A1 and the upper limit contamination degree Cl, and then calculates the time “Ti1-T2” from the time point T2 to the time point Ti1. Then, the maintenance time is calculated from this time “Ti1-T2” and the date and time of the time T2 when the contamination degree is detected.
  • the contamination progress speed function A1 is an example obtained at the time of quarrying with a hydraulic excavator, and the contamination progress speed function is not limited to the contamination degree progress speed A1, but varies depending on the environment and work content of the work site of the hydraulic excavator.
  • the vehicle body controller 23 is communicably connected to the monitoring center device 27 via the antennas 28 and 29.
  • the monitoring center device 27 generates a monitoring computer 27a for generating data for monitoring the state of the hydraulic excavator, various types of hydraulic excavator data transmitted from the vehicle body controller 23, and data generated by the monitoring computer 27a.
  • An information server 27b for accumulation is provided.
  • the various data includes a detection result by the first light shielding detector, a detection result by the second light shielding detector, a detection result by the rotation speed detector, a detection result by the oil temperature detector, and a determination result by the first frequency determination means.
  • the determination result by the second frequency determination means, the determination result by the rotation speed determination means, the determination result by the oil temperature determination means, the determination result by the contamination degree determination means, the estimation result by the contamination progress speed estimation means, the estimation result by the maintenance time estimation means is included.
  • the monitoring computer 27a can perform detailed analysis of the degree of contamination of hydraulic oil using data from the vehicle body controller 23.
  • the monitoring center device 27 notifies the customer of the contamination progress speed, the estimated maintenance time, and the fact that the contamination degree of the hydraulic oil has reached the upper limit contamination degree Cl using a communication line.
  • the contamination degree detection apparatus 20 According to the contamination degree detection apparatus 20 according to the present embodiment, the following effects can be obtained.
  • the contamination degree detection device 20 determines the contamination degree on the upstream side of the pilot filter 12 based on the detection frequency of foreign matters on both the upstream side and the downstream side of the pilot filter 12, the granularity that causes the malfunction of the hydraulic excavator.
  • the accuracy of detecting the degree of contamination of hydraulic oil contaminated with foreign matter can be improved even with a light-shielding detector that has a simple structure and is inexpensive.
  • the first and second light shielding detectors 21 and 22 are installed on the upstream side and the downstream side of the pilot filter 12. That is, since the existing pilot filter in the hydraulic circuit of the hydraulic excavator is used, a cheaper hydraulic oil contamination degree detection device can be realized.
  • the first light-shielding detector 21 and the second light-shielding detector 22 erroneously detect the plurality of foreign matters as a large lump of foreign matter when a plurality of foreign matters are present in the laser light La or Lb at the same time. This erroneous detection is less likely to occur when the pipe is narrow and the flow rate is smaller.
  • the pipe line in the pilot system hydraulic circuit is narrower than the pipe line in the drive system hydraulic circuit, and the flow rate of the flowing hydraulic oil is small.
  • the contamination degree detection apparatus 20 since the first and second light shielding detectors 21 and 22 are provided in the pipe line 11 in the pilot system hydraulic circuit, the first and second light shielding detectors are provided in the drive system hydraulic circuit. It is easier to obtain the degree of contamination detection than when 21 and 22 are provided, and it is possible to realize a contamination degree detection device that is less expensive than the case where a hydraulic line of a hydraulic excavator is provided with a dedicated pipe for the detector.
  • the contamination degree detection device 20 includes a flow rate determination unit that determines whether or not the discharge flow rate of the pilot pump is equal to or lower than a predetermined flow rate.
  • the contamination level determination unit is configured so that the discharge flow rate of the pilot pump 9 is equal to or lower than the predetermined flow rate. When it is determined that there is a contamination level, the contamination level is determined. Thereby, the detection accuracy of a contamination degree can be stabilized. Furthermore, since the predetermined flow rate is the flow rate of the pilot pump 9 when the engine 2 is at low idle, the foreign matter detection accuracy by the first and second light shielding detectors 21 and 22 can be stabilized in a high state.
  • the contamination degree detection device 20 determines whether or not the discharge flow rate of the pilot pump 9 is equal to or less than the predetermined flow rate by determining whether or not the rotation speed of the pilot pump 9 is equal to or less than the predetermined rotation number. Whether or not the flow rate is equal to or lower than the predetermined flow rate can be accurately determined with a simpler configuration than when determining from the measured value of the discharge flow rate of the pilot pump 9.
  • the contamination degree determination means when the temperature detected by the oil temperature detector 24 is determined to be equal to or higher than a predetermined temperature by the oil temperature determination means, the contamination degree determination means is set to determine the contamination degree.
  • the hydraulic oil has a high viscosity at low temperatures, and bubbles are difficult to disappear.
  • the bubbles are detected by the first and second light shielding detectors 21 and 22. Since the contamination level detection device 20 determines the contamination level when the temperature of the hydraulic oil is equal to or higher than a predetermined temperature, it is possible to prevent the contamination level from being determined at a low temperature at which bubbles are difficult to disappear. Thereby, the detection frequency of the bubble by the 1st, 2nd light shielding type detectors 21 and 22 can be reduced, Therefore, the fall of the detection accuracy of the contamination degree resulting from a bubble can be prevented.
  • the contamination degree detection device 20 Since the contamination degree detection device 20 notifies the in-vehicle monitor 26 that the contamination degree of the hydraulic oil has reached the upper limit contamination degree Cl and the estimated maintenance time, it can contribute to performing the maintenance of the hydraulic oil at an appropriate time. .
  • the vehicle body controller 23 has the first frequency determination means, the second frequency determination means, the rotation speed determination means, the oil temperature determination means, the contamination degree determination means, the contamination progress speed estimation means, the maintenance time estimation means, and Although it is set so as to function as the maintenance time arrival determination means, these means in the present invention are not limited to those that cause the vehicle body controller 23 to function, and some or all of these functions are monitored by the monitoring center.
  • the device 27 may be set so as to fulfill.
  • the rotational speed determination means uses the detection result by the rotational speed detector 24 in order to determine whether the rotational speed of the pilot pump 9 is equal to or lower than the predetermined rotational speed, but the present invention is not limited to this. It is not something. Whether the rotational speed of the pilot pump 9 is equal to or lower than a predetermined rotational speed by using a detection result by a rotational speed detector that detects the rotational speed of the engine 2 instead of the rotational speed detector 24 or a command value for the rotational speed to the engine 2. It may be set so as to indirectly determine whether or not.
  • the first and second light shielding detectors 21 and 22 using laser light are used as the first and second light shielding detectors for detecting the foreign matter.
  • the second light-shielding detector is not limited to the one using laser light, and a light-shielding detector using general light may be used.

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Abstract

【課題】油圧作業機械の動作不良の原因となる粒度の異物により汚染された作動油の汚染度の検出精度を、構造が簡単で安価な遮光式検出器を用いても向上させることができる作動油の汚染度検出装置を提供すること。 【解決手段】油圧作業機械の油圧回路中の管路に設けられていて、油圧作業機械の動作不良の原因となる粒度の異物を作動油から取り除くパイロットフィルタ１２と、パイロットフィルタ１２の上流側で異物の通過を検出する第１遮光式検出器２１と、パイロットフィルタ１２の下流側で異物の通過を検出する第２遮光式検出器２２とを備えている。車体コントローラ２３は、第１遮光式検出器２１による異物の検出頻度を判定する手段、第２遮光式検出器２２による異物の検出頻度を判定する手段、これらの手段の両方による判定結果に基づきパイロットフィルタ１２の上流側の汚染度を判定する手段として機能する。

Description

作動油の汚染度検出装置
　本発明は、建設機械等の油圧作業機械に設けられていて、その油圧作業機械の動作不良の原因となる異物により汚染された作動油の汚染度を検出する作動油の汚染度検出装置に関する。
　油圧作業機械は、油圧モータや油圧シリンダ等の油圧アクチュエータ、油圧ポンプ、スプール弁等、作動油により駆動される油圧機器を含んだ油圧回路を備えている。この油圧回路を流れる作動油には固形の異物が混入している。異物の種類としては、油圧回路の製造時に油圧機器、配管、作動油タンクに残った異物（金属加工粉、鋳砂、塵埃等）、油圧回路の稼働中にこの油圧回路の内部で発生する異物（油圧機器の摺動部から生じる磨耗粉、作動油の酸化や劣化で生じるスラッジなど）、油圧回路の稼動中に外部環境から油圧システムに侵入する異物、メンテナンス時や修理時に油圧回路に侵入する異物がある。特に、油圧機器の摺動部の隙間の寸法とほぼ同じ大きさの粒度（５～５０μｍ）の異物は、摺動部を異常に磨耗させたり固着させたりして油圧作業機械の動作不良を招く。
　このような事情から、異物で汚染された作動油によって油圧作業機械に動作不良が生じる前に、作動油のフラッシングや交換等のメンテナンスを行う必要がある。このメンテナンスを行う時期かどうかを判断するために、以前から、作動油の汚染度検出装置を使用して、異物による作動油の汚染度を検出することが行われている。
　従来の作動油の汚染度検出装置は、作動油中の異物を検出する遮光式検出器を備えている。この遮光式検出器は、管路を流れる作動油に対してレーザ光を照射する発光部と、そのレーザ光を受光する受光部とを有する。従来の汚染度検出装置は、受光部により受光されるレーザ光の光度の変化に基づいて作動油の汚染度を判定するように設定されている。
　このように遮光式検出器を用いた作動油の汚染度検出装置は、複数の異物が同時にレーザ光内に存在した場合に、それら複数の異物を一塊の大きな異物として誤検出する可能性がある。このことは、動作不良の原因となる粒度の異物により汚染された作動油の汚染度の判定精度を低下させる。
　この種の作動油の汚染度検出装置には、複雑な構造の遮光式検出器によって異物の粒度の検出精度を向上させたものがある（例えば特許文献１参照）。
特許第３８９００３６公報
　前述のように複雑な構造の遮光式検出器を用いると、作動油の汚染度検出装置の製造コストがかさむという問題が生じる。
　本発明は、前述の事情を考慮してなされたものであり、その目的は、油圧作業機械の動作不良の原因となる粒度の異物により汚染された作動油の汚染度の検出精度を、構造が簡単で安価な遮光式検出器を用いても向上させることができる作動油の汚染度検出装置を提供することにある。
　本発明の作動油の汚染度検出装置は次のように構成されている。
〔１〕　前述の目的を達成するために、本発明の作動油の汚染度検出装置は、油圧作業機械の油圧回路を流れる作動油中の異物を検出器により検出し、その検出結果を用いて作動油の汚染度を判定する作動油の汚染度検出装置であって、前記油圧回路中の管路に設けられていて、油圧作業機械の動作不良の原因となる異物を作動油から取り除くフィルタと、前記フィルタの上流側で異物の通過を検出する第１遮光式検出器と、前記フィルタの下流側で異物の通過を検出する第２遮光式検出器と、前記第１遮光式検出器による異物の検出頻度を判定する第１頻度判定手段と、前記第２遮光式検出器による異物の検出頻度を判定する第２頻度判定手段と、前記第１，第２頻度判定手段のそれぞれによる判定結果の両方に基づいて前記フィルタの上流側の汚染度を判定する汚染度判定手段と、を備えていることを特徴とする。
　このように構成された本発明の作動油の汚染度検出装置では、フィルタの上流側と下流側の両方における異物の検出頻度に基づいてフィルタの上流側の汚染度を判定するので、油圧作業機械の動作不良の原因となる粒度の異物により汚染された作動油の汚染度の検出精度を、構造が簡単で安価な遮光式検出器を用いても向上させることができる。
〔２〕　本発明の作動油の汚染度検出装置は、「〔１〕」に記載の作動油の汚染度検出装置において、前記フィルタは、前記油圧回路に含まれるパイロットラインの作動油から異物を取り除くパイロットフィルタであることを特徴とするものであってもよい。油圧作業機械のパイロット系油圧回路において、スプール弁等の油圧機器の摺動部が異常に磨耗したり固着したりすると、油圧作業機械が制御困難になる可能性がある。したがって、パイロットフィルタの目開きとしては、油圧作業機械が制御困難になることを確実に防止するために、動作不良の原因となる粒度の異物も取り除くことができる大きさが選択されている。つまり、本発明の作動油の汚染度検出装置におけるフィルタは、油圧回路中の既設のパイロットフィルタを利用したものであるから、より安価な作動油の汚染度検出装置を実現できる。
　また、遮光式検出器は、複数の異物が同時にレーザ光内に存在した場合に、それら複数の異物を大きな一塊の異物として誤検出する。この誤検出は、管路が細く流量の少ないほうが生じにくい。油圧作業機械の油圧回路ではパイロット系油圧回路中の管路の方が駆動系油圧回路中の管路よりも、管路が細く、流される作動油の流量が少ない。本発明の作動油の汚染度検出装置は、パイロット系油圧回路中の管路に第１，第２遮光式検出器が設けられているので、駆動系油圧回路に第１，第２遮光式検出器が設けられる場合よりも汚染度の検出精度を得やすく、油圧ショベルの油圧回路に遮光式検出器専用の管路が設けられる場合よりも安価な汚染度検出装置を実現できる。
〔３〕　本発明の作動油の汚染度検出装置は、「〔２〕」に記載の作動油の汚染度検出装置において、前記パイロットラインの吐出流量が所定流量以下かどうかを判定する流量判定手段をさらに備えていて、前記汚染度判定手段は、前記流量判定手段により前記パイロットラインの流量が所定流量以下であると判定されたときに、汚染度の判定を実行するよう設定されていることを特徴とするものであってもよい。これにより、汚染度の検出精度を安定させることができる。
〔４〕　本発明の作動油の汚染度検出装置は、「〔３〕」に記載の作動油の汚染度検出装置において、前記油圧回路には前記パイロットラインに圧油を供給するパイロットポンプが含まれ、前記パイロットポンプの回転数を検出する回転数検出器をさらに備えていて、前記流量判定手段は、この回転数検出器による回転数の検出結果が所定回転数以下かどうかを判定する回転数判定手段とからなるものであってもよい。パイロットポンプに定容量形油圧ポンプを使用していた場合、パイロットポンプの吐出流量と回転数とは正比例の関係である。したがって、パイロットポンプの回転数の検出結果が所定回転数以下かどうかを判定することは、パイロットポンプの吐出流量が所定流量以下かどうかを判定することと同じことである。本発明の作動油の汚染度検出装置は、パイロットポンプの回転数が所定回転数以下かどうかの判定を行うことによって、パイロットポンプの吐出流量が所定流量以下かどうかの判定を行うので、パイロットポンプの吐出流量が所定流量以下かどうかの判定を、パイロットポンプの吐出流量を実測して判定する場合よりも簡単な構成で精度よく行うことができる。
〔５〕　本発明の作動油の汚染度検出装置は、「〔１〕」～「〔４〕」のいずれか１に記載の作動油の汚染度検出装置において、作動油の温度を検出する油温検出器と、この油温検出器による検出温度が所定温度以上かどうかを判定する油温判定手段と、をさらに備えていて、前記汚染度判定手段は、前記油温判定手段により検出温度が所定温度以上であると判定されたときに、汚染度の判定を実行するよう設定されていることを特徴とするものであってもよい。作動油は、低温時に粘度が高く、気泡が消滅しにくくなる。気泡は遮光式検出器により検出されてしまう。本発明の作動油の汚染度検出装置は、作動油の温度が所定温度以上のときに汚染度を判定するので、汚染度の検出を気泡が消滅しにくい低温時には行わないようにすることができる。これにより、遮光式検出器による気泡の検出頻度を低減でき、したがって、気泡に起因する汚染度の検出精度の低下を防止することができる。
〔６〕　本発明の作動油の汚染度検出装置は、「〔１〕」～「〔５〕」のいずれか１に記載の作動油の汚染度検出装置において、前記汚染度判定手段により判定された汚染度の判定結果が、メンテナンスの必要な汚染度として予め設定された上限汚染度に達したかどうかを判定するメンテナンス時期到達判定手段と、このメンテナンス時期到達判定手段により汚染度が上限汚染度に達したと判定されたことを報知するメンテナンス時期到達報知手段とを、さらに備えたことを特徴とするものであってもよい。このように構成された本発明の汚染度検出装置によれば、作動油のメンテナンスを適切な時期に行うことに貢献できる。
〔７〕　本発明の作動油の汚染度検出装置は、「〔１〕」～「〔６〕」のいずれか１に記載の作動油の汚染度検出装置において、異なる時点の汚染度を比較して汚染度の進行速度を推定する汚染進行速度判定手段と、この汚染進行速度判定手段により推定された進行速度に基づいて、作動油のメンテナンス時期を推定するメンテナンス時期推定手段と、このメンテナンス時期推定手段によるメンテナンス時期の推定結果を報知する推定メンテナンス時期報知手段とを、さらに備えていることを特徴とするものであってもよい。このように構成された本発明の汚染度検出装置によっても、作動油のメンテナンスを適切な時期に行うことに貢献できる。
　本発明によれば、油圧作業機械の動作不良の原因となる粒度の異物により汚染された作動油の汚染度の検出精度を、構造が簡単で安価な遮光式検出器を用いても向上させることができる作動油の汚染度検出装置を提供できる。
　本発明の一実施形態に係る作動油の汚染度検出装置について図を用いて説明する。図１は本発明の一実施形態に係る作動油の汚染度検出装置を備えた油圧作業機械の油圧回路の概略図である。図２は本発明の一実施形態に係る作動油の汚染度検出装置の構成を示すブロック図である。図３は本発明の一実施形態に係る作動油の汚染度検出装置により算出された汚染度進行速度関数を示す図である。
　油圧作業機械、例えば油圧ショベルは、走行や旋回の駆動源である油圧モータ、フロント作業機を駆動する油圧シリンダを備えている。図１では、それらの油圧アクチュエータを代表して油圧シリンダ１を描いてある。油圧シリンダ１は、エンジン２を駆動源とするメインポンプ３の吐出油により駆動される。メインポンプ３と油圧シリンダ１との間にはコントロールバルブ４が介在していて、このコントロールバルブ４によりメインポンプ３から油圧シリンダ１に導かれる圧油の流れが制御される。油圧シリンダ１から押し出された圧油は、コントロールバルブ４および戻り管路５により作動油タンク６に導かれる。戻り管路５、作動油タンク６にはリターンフィルタ７（フルフローフィルタ）、サクションフィルタ８がそれぞれ作動油から異物を取り除くために設けられている。
　コントロールバルブ４はパイロット圧を与えられて切り換わるスプール弁である。そのパイロット圧は、エンジン２を駆動源とするパイロットポンプ９の吐出圧を１次圧として、パイロットバルブ１０により生成される。パイロットポンプ９からパイロットバルブ１０に１次圧を導く管路１１（パイロットライン）にも、作動油を濾過するためのパイロットフィルタ１２が設けられている。パイロット系油圧回路においてコントロールバルブ４（スプール弁）等の油圧機器の摺動部が異常に磨耗したり固着したりすると、油圧ショベルが制御困難になり、オペレータが意図した動作を行うことができない状態になるため、そのような状態の発生を確実に防止するために、油圧ショベルの動作不良の原因となる粒度（５μｍ～５０μｍ）の異物も作動油から取り除くことのできる大きさが選択されている。なお、リターンフィルタ７やサクションフィルタ８の目開きは、駆動系回路で使用される大流量の作動油の流れを妨げない大きさであり、パイロットフィルタ１２よりも大きい。
　特に本実施形態に係る汚染度検出装置２０では、パイロットフィルタ１２の上流側と下流側に第１，第２遮光式検出器２１，２２がそれぞれ設けられている。第１遮光式検出器２１Ａは、管路１１を流れる作動油に対してレーザ光Ｌａを照射する発光部２１ａと、そのレーザ光Ｌａを受光する受光部２１ｂとを有し、発光部２１ａから照射されたレーザー光Ｌａが作動油中の異物により遮られることで受光部２１ｂによって受光されたレーザー光の光度が変化（低下）し、異物の状態を検出する。レーザ光Ｌａは作動油の流れに対して直交する方向に照射され、受光部２１ｂはそのレーザ光Ｌａを受光し、受光したレーザ光Ｌａの光度を光度信号Ｓｌａ（電気信号）に変換して出力する。第２遮光式検出器２２も、第１遮光式検出器２１と同様に構成されたものであり、管路１１を流れる作動油に対してレーザ光Ｌｂを照射する発光部２２ａと、そのレーザ光Ｌｂを受光する受光部２２ｂとを有する。受光部２２ｂはレーザ光Ｌｂを受光して、受光したレーザ光Ｌｂの光度を光度信号Ｓｌｂ（電気信号）に変換して出力する。
　光度信号Ｓｌａ，Ｓｌｂは、車体コントローラ２３に入力される。この車体コントローラ２３はＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭ等を含み、予め記憶したコンピュータプログラムに従って動作するものである。この車体コントローラ２３は光度信号Ｓｌａに示された光度に基づいてパイロットフィルタ１２の上流側の異物の検出頻度を判定する第１頻度判定手段として機能するように設定されている。また、光度信号Ｓｌｂに示された光度に基づいてパイロットフィルタ１２の下流側の異物の検出頻度を判定する第２頻度判定手段として機能するようにも設定されている。
　第１頻度判定手段は、受光部２１ｂにより受光されたレーザＬａの光度が所定光度以下に低下したときに、このときの光度に基づいて異物の粒度を算出するとともに、レーザ光Ｌａの光度が所定時間内で所定光度以下に低下する回数を計数して、予め設定された複数種類の異物の粒度範囲毎の作動油の汚染度を判定する。第２頻度判定手段も第１頻度判定手段と同様に、受光部２２ｂにより受光されたレーザＬｂの光度が所定光度以下に低下したときに、このときの光度に基づいて異物の粒度を算出するとともに、レーザ光Ｌａの光度が所定時間内で所定光度以下に低下する回数を計数して、前記異物の粒度範囲毎の作動油の汚染度を判定する。
　パイロットポンプ９には、その回転数を検出して、検出した回転数に相応する回転数信号Ｓｒ（電気信号）を出力する回転数検出器２４が設けられている。車体コントローラ２３は、回転数信号Ｓｒを入力し、この回転数信号Ｓｒにより示された検出回転数が所定回転数以下かどうかを判定する回転数判定手段として機能するように設定されている。パイロットポンプ９は定容量形油圧ポンプであるから、パイロットポンプ９の吐出流量と回転数と正比例の関係である。したがって、回転数検出器２４による回転数の検出結果が所定回転数以下であると判定することは、パイロットポンプ９の吐出流量が所定流量以下と判定することと同じことである。つまり、回転数判定手段は、パイロットポンプ９の吐出流量が所定流量以下かどうかを判定する流量判定手段を構成している。なお、所定回転数とは、例えば、エンジン２のローアイドル時のパイロットポンプ９の回転数である。
　作動油タンク６には、作動油の温度を検出して、検出した温度に相応する油温信号Ｓｔ（電気信号）を出力する油温検出器２４が設けられている。車体コントローラ２３は、油温信号Ｓｔを入力し、この油温信号Ｓｔにより示された検出温度が所定温度以上かどうかを判定する油温判定手段として機能するように設定されている。
　車体コントローラ２３は、第１，第２頻度判定手段のそれぞれによる判定結果の両方に基づいて、パイロットフィルタ１２の上流側の汚染度を判定する汚染度判定手段として機能するように設定されている。パイロットフィルタ１２の目開きは、油圧ショベルの動作不良の原因となる粒度の異物を作動油から取り除く大きさであるから、パイロットフィルタ１２の上流側では油圧ショベルの動作不良の原因となる粒度以上の異物が検出され、同下流側ではその粒度以上の異物は検出される頻度は少なくなる。また、第１遮光式検出器２１による誤検出の頻度と第２遮光式検出器２２による誤検出の頻度とはほぼ同じである。これらのことから、汚染度判定手段は、パイロットフィルタ１２の上流側の汚染度を判定する際に、油圧ショベルの動作不良の原因となる粒度の異物の検出頻度の第１頻度判定手段による判定結果から、同粒度の異物の検出頻度の第２頻度判定手段による判定結果を比較することによって、汚染度の判定結果に対する第１遮光式検出器２１の誤検出の影響を校正するようになっている。
　また、前記汚染度判定手段は、回転数判定手段によりパイロットポンプ９の回転数が所定回転数以下であると判定され、かつ、油温判定手段により検出温度が所定温度以上であると判定されたときに、汚染度の判定を実行するよう設定されている。
　車体コントローラ２３は、汚染度判定手段による汚染度の判定結果が、メンテナンスの必要な汚染度の上限として予め設定された上限汚染度Ｃｌとに達したかどうかを判定するメンテナンス時期到達判定手として機能するように設定されている。さらに、車体コントローラ２３は、油圧ショベルのキャブ内に設けられた車内モニタ２６を制御し、この車内モニタ２６に、メンテナンス時期到達判定手段により汚染度が上限汚染度に達したと判定されたことを示す画面を表示させるように設定されている。つまり、車体コントローラ２３と車内モニタ２６は、メンテナンス時期到達判定手段により汚染度が上限汚染度に達したと判定されたことを報知するメンテナンス時期到達報知手段を構成している。
　車体コントローラ２３は、異なる時点の汚染度を比較して汚染度の進行速度を推定する汚染進行速度判定手段として機能するように設定されているとともに、この汚染進行速度判定手段により推定された進行速度に基づいて、作動油のメンテナンス時期を推定するメンテナンス時期推定手段として機能するように設定されている。車体コントローラ２３は車内モニタ２６を制御し、この車内モニタ２６に、メンテナンス時期推定手段によるメンテナンス時期の推定結果を示す画面を表示させるように設定されている。つまり、車体コントローラ２３と車内モニタ２６は、メンテナンス時期推定手段によるメンテナンス時期の推定結果を報知する推定メンテナンス時期報知手段を構成している。
　前記汚染進行速度判定手段は、図３に示すように、時点Ｔ１における汚染度がＣ１、時点Ｔ２における汚染度がＣ２と判定されたときに、これらの値から、汚染進行速度関数Ａ１を算出する（Ａ１＝（Ｃ２－Ｃ１）／（Ｔ２－Ｔ１））。メンテナンス時期推定主手段は、汚染進行度関数Ａ１と上限汚染度Ｃｌとの交点Ｉ１から得られる時点Ｔｉ１を算出し、次に、時点Ｔ２から時点Ｔｉ１に達するまでの時間「Ｔｉ１－Ｔ２」を算出し、この時間「Ｔｉ１－Ｔ２」と汚染度を検出した時点Ｔ２の日時とから、メンテナンス時期を算出する。
　前記汚染進行速度関数Ａ１は油圧ショベルによる採石作業時に得られたものの一例であり、汚染進行速度関数はその汚染度進行速度Ａ１に限らず、油圧ショベルの作業現場の環境や作業内容によって異なる。同図３に示す汚染進行速度関数Ａ２（＝（Ｃ４－Ｃ３）／（Ｔ２－Ｔ１））は、油圧ショベルにバケットに替えてブレーカを装備させて行った破砕作業時に得られたものの一例である。破砕作業の現場では多量の粉塵が飛散していて、その中でブレーカが毎分数百回の往復運動を行っている。このため、ブレーカを駆動する油圧シリンダにおいてシリンダチューブとピストンロッドとの間から粉塵（異物）が侵入しやすく、汚染進行速度関数Ａ２と上限汚染度Ｃｌとの交点Ｉ２から得られる時点Ｔｉ２と時点Ｔ２との間隔は、前述した時点Ｔｉ１と時点Ｔ２との間隔よりも短くなる。つまり、破砕作業では採石作業よりも作動油のメンテナンス時期の間隔が短くなる。また、油圧ショベルに搭載された油圧機器に異常が発生し、磨耗粉の発生が増加した場合も早期のメンテナンスが必要になる。
　車体コントローラ２３は、アンテナ２８，２９を介して監視センタ装置２７に通信可能に接続されている。監視センタ装置２７は、油圧ショベルの状態を監視するためのデータを作成する監視用コンピュータ２７ａと、車体コントローラ２３から送信されてくる油圧ショベルの各種データや、監視用コンピュータ２７ａにより作成されたデータを蓄積する情報サーバ２７ｂを備えている。前記各種データには、第１遮光式検出器による検出結果、第２遮光式検出器による検出結果、回転数検出器による検出結果、油温検出器による検出結果、第１頻度判定手段による判定結果、第２頻度判定手段による判定結果、回転数判定手段による判定結果、油温判定手段による判定結果、汚染度判定手段による判定結果、汚染進行速度推定手段による推定結果、メンテナンス時期推定手段による推定結果、メンテナンス時期到達判定手段による判定結果が含まれる。監視用コンピュータ２７ａは車体コントローラ２３からのデータを用いて作動油の汚染度の詳細な分析を行うことが可能なものである。また、監視センタ装置２７は、顧客に対して汚染進行速度、推定メンテナンス時期、作動油の汚染度が上限汚染度Ｃｌに達したことなどを、通信回線を使用して連絡する。
　本実施形態に係る汚染度検出装置２０によれば次の効果を得られる。
　汚染度検出装置２０は、パイロットフィルタ１２の上流側と下流側の両方における異物の検出頻度に基づいてパイロットフィルタ１２の上流側の汚染度を判定するので、油圧ショベルの動作不良の原因となる粒度の異物により汚染された作動油の汚染度の検出精度を、構造が簡単で安価な遮光式検出器を用いても向上させることができる。
　汚染度検出装置２０では、第１，第２遮光式検出器２１，２２の設置個所がパイロットフィルタ１２の上流側と下流側である。つまり、油圧ショベルの油圧回路中の既設のパイロットフィルタを利用したものであるから、より安価な作動油の汚染度検出装置を実現できる。
　第１遮光式検出器２１や第２遮光式検出器２２は、複数の異物が同時にレーザ光ＬａやＬｂ内に存在した場合に、それら複数の異物を大きな一塊の異物として誤検出する。この誤検出は、管路が細く流量の少ないほうが生じにくい。油圧ショベルの油圧回路ではパイロット系油圧回路中の管路の方が駆動系油圧回路中の管路よりも、管路が細く、流される作動油の流量が少ない。汚染度検出装置２０は、パイロット系油圧回路中の管路１１に第１，第２遮光式検出器２１，２２が設けられているので、駆動系油圧回路に第１，第２遮光式検出器２１，２２が設けられる場合よりも汚染度の検出精度を得やすく、油圧ショベルの油圧回路に検出器専用の管路が設けられる場合よりも安価な汚染度検出装置を実現できる。
　汚染度検出装置２０は、パイロットポンプの吐出流量が所定流量以下かどうかを判定する流量判定手段を備えていて、汚染度判定手段は、流量判定手段によりパイロットポンプ９の吐出流量が所定流量以下であると判定されたときに、汚染度を判定するよう設定されている。これにより、汚染度の検出精度を安定させることができる。さらに、所定流量がエンジン２のローアイドル時のパイロットポンプ９の流量なので、第１，第２遮光式検出器２１，２２による異物の検出精度を高い状態で安定させることができる。
　汚染度検出装置２０は、パイロットポンプ９の回転数が所定回転数以下かどうかの判定を行うことによって、パイロットポンプ９の吐出流量が所定流量以下かどうかの判定を行うので、パイロットポンプ９の吐出流量が所定流量以下かどうかの判定を、パイロットポンプ９の吐出流量の実測値から判定する場合よりも簡単な構成で精度よく行うことができる。
　汚染度検出装置２０では、油温検出器２４による検出温度が油温判定手段により所定温度以上であると判定されたときに、汚染度判定手段が汚染度を判定するよう設定されている。作動油は、低温時に粘度が高く、気泡が消滅しにくくなる。気泡は第１，第２遮光式検出器２１，２２により検出されてしまう。汚染度検出装置２０は、作動油の温度が所定温度以上のときに汚染度を判定するので、汚染度の判定を気泡が消滅しにくい低温時には行わないようにすることができる。これにより、第１，第２遮光式検出器２１，２２による気泡の検出頻度を低減でき、したがって、気泡に起因する汚染度の検出精度の低下を防止することができる。
　汚染度検出装置２０は、作動油の汚染度が上限汚染度Ｃｌに達したことや、推定メンテナンス時期を、車内モニタ２６で報知するので、作動油のメンテナンスを適切な時期に行うことに貢献できる。
　なお、前述の実施形態では、車体コントローラ２３が第１頻度判定手段、第２頻度判定手段、回転数判定手段、油温判定手段、汚染度判定手段、汚染進行速度推定手段、メンテナンス時期推定手段およびメンテナンス時期到達判定手段として機能するように設定されているが、本発明におけるこれらの手段は車体コントローラ２３に機能させるものに限定されず、これらの手段のうちの一部または全部の機能を監視センタ装置２７が果すように設定されていてもよい。
　前述の実施形態は、回転数判定手段がパイロットポンプ９の回転数が所定回転数以下かどうかを判定するために回転数検出器２４による検出結果を用いているが、本発明はこれに限定されるものではない。回転数検出器２４に代えてエンジン２の回転数を検出する回転数検出器による検出結果や、エンジン２への回転数の指令値を用いて、パイロットポンプ９の回転数が所定回転数以下かどうかを間接的に判定するように設定されたものでもあってもよい。
　前述の実施形態では、異物を検出する第１，第２遮光式検出器として、レーザ光を使用する第１，第２遮光式検出器２１，２２を用いているが、本発明は第１，第２遮光式検出器をレーザ光を使用するものに限定するものではなく、一般的な光を使用する遮光式検出器を用いてもよい。
本発明の一実施形態に係る作動油の汚染度検出装置を備えた油圧作業機械の油圧回路の概略図である。 本発明の一実施形態に係る作動油の汚染度検出装置の構成を示すブロック図である。 本発明の一実施形態に係る作動油の汚染度検出装置により算出された汚染度進行速度関数を示す図である。
１　油圧シリンダ
２　エンジン
３　メインポンプ
４　コントロールバルブ
５　戻り管路
６　作動油タンク
７　リターンフィルタ
８　サクションフィルタ
９　パイロットポンプ
１０　パイロットバルブ
１１　管路
１２　パイロットフィルタ
２０　汚染度検出装置
２１　第１遮光式検出器
２１ａ　発光部
２１ｂ　受光部
２２　第２遮光式検出器
２２ａ　発光部
２２ｂ　受光部
２３　車体コントローラ
２４　回転数検出器
２５　油温検出器
２６　車内モニタ
２７　監視センタ装置
２７ａ　監視用コンピュータ
２７ｂ　情報サーバ
２８　アンテナ
２９　アンテナ

Claims (7)

  1. 　油圧作業機械の油圧回路を流れる作動油中の異物を遮光式検出器により検出し、その検出結果を用いて作動油の汚染度を判定する作動油の汚染度検出装置であって、
    　前記油圧回路中の管路に設けられていて、油圧作業機械の動作不良の原因となる異物を作動油から取り除くフィルタと、
    　前記フィルタの上流側で異物の通過を検出する第１遮光式検出器と、
    　前記フィルタの下流側で異物の通過を検出する第２遮光式検出器と、
    　前記第１遮光式検出器による異物の検出頻度を判定する第１頻度判定手段と、
    　前記第２遮光式検出器による異物の検出頻度を判定する第２頻度判定手段と、
    　前記第１，第２頻度判定手段のそれぞれによる判定結果の両方に基づいて前記フィルタの上流側の汚染度を判定する汚染度判定手段と、を備えていることを特徴とする作動油の汚染度検出装置。
  2. 　請求項１に記載の作動油の汚染度検出装置において、
    　前記フィルタは、前記油圧回路に含まれるパイロットラインの作動油から異物を取り除くパイロットフィルタであることを特徴とする作動油の汚染度検出装置。
  3. 　請求項２に記載の作動油の汚染度検出装置において、
    　前記パイロットラインの吐出流量が所定流量以下かどうかを判定する流量判定手段をさらに備えていて、
    　前記汚染度判定手段は、前記流量判定手段により前記パイロットラインの流量が所定流量以下であると判定されたときに、汚染度の判定を実行するよう設定されていることを特徴とする作動油の汚染度検出装置。
  4. 　請求項３に記載の作動油の汚染度検出装置において、
    　前記油圧回路には前記パイロットラインに圧油を供給するパイロットポンプが含まれ、
    　前記パイロットポンプの回転数を検出する回転数検出器をさらに備えていて、
    　前記流量判定手段は、この回転数検出器による回転数の検出結果が所定回転数以下かどうかを判定する回転数判定手段とからなることを特徴とする作動油の汚染度検出装置。
  5. 　請求項１～４のいずれか１に記載の作動油の汚染度検出装置において、
    　作動油の温度を検出する油温検出器と、この油温検出器による検出温度が所定温度以上かどうかを判定する油温判定手段と、をさらに備えていて、
    　前記汚染度判定手段は、前記油温判定手段により検出温度が所定温度以上であると判定されたときに、汚染度の判定を実行するよう設定されていることを特徴とする作動油の汚染度検出装置。
  6. 　請求項１～５のいずれか１に記載の作動油の汚染度検出装置において、
    　前記汚染度判定手段により判定された汚染度の判定結果が、メンテナンスの必要な汚染度として予め設定された上限汚染度に達したかどうかを判定するメンテナンス時期到達判定手段と、
    　このメンテナンス時期到達判定手段により汚染度が上限汚染度に達したと判定されたことを報知するメンテナンス時期到達報知手段とを、さらに備えたことを特徴とする作動油の汚染度検出装置。
  7. 　請求項１～６のいずれか１に記載の作動油の汚染度検出装置において、
    　異なる時点の汚染度を比較して汚染度の進行速度を推定する汚染進行速度判定手段と、
    　この汚染進行速度判定手段により推定された進行速度に基づいて、作動油のメンテナンス時期を推定するメンテナンス時期推定手段と、
    　このメンテナンス時期推定手段によるメンテナンス時期の推定結果を報知する推定メンテナンス時期報知手段とを、さらに備えていることを特徴とする作動油の汚染度検出装置。
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